Nel campo della progettazione, realizzazione e installazione di centrali e impianti oleodinamici, le valvole di ritegno svolgono un ruolo fondamentale nel garantire un flusso controllato e prevenire il flusso inverso indesiderato.

Funzionamento Generale delle Valvole di Ritegno

La valvola di ritegno è un dispositivo particolare che serve ad evitare il reflusso dei fluidi all’interno di un impianto, ovvero permette il flusso del fluido all’interno di una tubazione esclusivamente in una direzione. Le valvole di ritegno, dette anche valvole di non ritorno, consentono il passaggio dei fluidi in una sola direzione.

Il funzionamento della valvola di ritegno è automatico ed avviene in virtù della differenza di pressione tra la sezione a monte e quella a valle dell’otturatore. Il principio fisico che ne regola il meccanismo di funzionamento è altrettanto semplice: quando la pressione del fluido a valle supera quella a monte, l’otturatore, cioè l’elemento mobile della valvola, si posiziona in modo da chiudere la valvola e impedire il passaggio del fluido in senso contrario a quello stabilito.

Queste valvole vengono impiegate per isolare dispositivi che vengono messi in funzione solamente in circostanze specifiche oppure sono in manutenzione. Le valvole di intercettazione sono quelle che appunto intercettano il flusso e consentono quindi il passaggio completo del fluido o l’arresto, senza che vi sia la possibilità che avvenga una regolazione intermedia.

La valvola di non ritorno permette al fluido di scorrere in una sola direzione, bloccandone il passaggio nella direzione opposta. Il riflusso del fluido può danneggiare i circuiti, soprattutto quelli idraulici. Queste valvole possono anche prevenire perdite di liquido o di vapore in caso di difetti nella struttura del tubo.

Tipologie di Valvole di Ritegno

Parlare di valvole di ritegno, però, vuol dire parlare di numerose tipologie, come è possibile notare sul catalogo di Intertubi.

  • Valvole di ritegno a comando diretto: Queste valvole sono progettate per aprire e chiudere automaticamente in base alle differenze di pressione tra l’ingresso e l’uscita del sistema.
  • Valvole di ritegno pilotate: Queste valvole consentono un controllo più preciso e personalizzato del flusso inverso grazie a un sistema di pilotaggio esterno.
  • Valvola di ritegno doppio battente di tipo wafer: Realizzata in acciaio CF8M, può essere installata con flusso verticale, orizzontale o inclinato.
  • Valvola di ritegno a clapet di tipo wafer: Realizzata in acciaio AISI 316, può essere installata con flusso verticale o orizzontale.
  • Valvole di ritegno a molla: Realizzate in acciaio AISI 316, presenta un meccanismo di chiusura dipendente dall’azione di una molla che va ad imporre la chiusura prevendo il flusso di ritorno.
  • Valvole di ritegno a sfera: È la sfera che impedisce il ritorno del flusso. Quando la sfera sale, il liquido scorre solo nella direzione desiderata.
  • Valvole a labbro: Sono composte da un elemento elastico, il labbro, che si adatta perfettamente a una sede del corpo della valvola, impedendo il passaggio del fluido in senso contrario.
  • Valvole a ombrello: Sono composte da un disco flessibile che, in caso di flusso del liquido in una determinata direzione, si solleva permettendo il passaggio del fluido.
  • Valvole rotary o a petalo: Dotate di una membrana circolare unita a una molla capace di sigillare totalmente l’accesso dell’acqua se il flusso è indirizzato nella direzione opposta a quella presunta.
  • Valvola di sollevamento: In questo caso è caratteristica una piastra che si innalza indipendentemente dalla giusta direzione o meno del flusso d’acqua.
  • Valvole di ritegno a sfera: Questo modello è formato da una sfera interna che si sposta nel dispositivo. Nel caso in cui la direzione del flusso d’acqua sia giusta allora la sfera si deposita in una cavità lasciando aperto il passaggio, all’opposto bloccherà l’apertura.
  • Valvola di non ritorno wafer: equipaggiata di una sistema a farfalla.

Valvole Speciali

In questa tipologia di valvole speciali rientrano le valvole di ritegno dette anche di non ritorno perché mandano il flusso nella direzione desiderata. Inoltre, sempre in questa categoria rientrano le valvole di sicurezza, utilizzate soprattutto per evitare eccessi di pressione negli impianti e anche per tutelare le membrane delle pompe.

Valvola di Ritegno ad Ugello Tipo Venturi

La valvola di ritegno ad ugello tipo Venturi viene utilizzata per chiudere in maniera tempestiva le condotte in caso di interruzione o reversione del flusso. La chiusura in questa tipologia di valvola non è data dall’energia del flusso di ritorno, ma dalla forza esercitata da una molla che entra in funzione quando la velocità del fluido si riduce. Il processo garantisce una chiusura rapida, graduale e senza sovrappressioni e blocca il movimento di ritorno del flusso.

Valvola di Ritegno Pilotata

La valvola di ritegno pilotata è una valvola unidirezionale in cui il passaggio, in genere chiuso, può essere aperto grazie ad un movimento effettuato da una pressione di pilotaggio.

Materiali di Costruzione

Le valvole di ritegno sono disponibili in acciaio AISI 304 e AISI 316, in ottone, ghisa e plastica. Tutti i modelli sono realizzati in acciaio inossidabile austenitico AISI 316, un materiale particolarmente adatto per un utilizzo nell’industria alimentare, chimica, farmaceutica, e nel settore petrolchimico.

La loro centralità ed efficienza viene garantita anche mediante l’utilizzo di materiali alto-performanti e che consentano di sfruttare tali componenti in vari impianti ed in condizioni differenti.

  • Acciaio austenitico AISI-316: è un acciaio inossidabile della famiglia austenitica composto da un basso tenore di carbonio e tenori rilevanti di cromo, nichel e molibdeno.
  • PTFE: il politetrafluoroetilene è un materiale polimerico comunemente conosciuto come “Teflon”.

Applicazioni delle Valvole di Ritegno

Una delle applicazioni della valvola di ritegno è negli impianti idraulici ed è formata da una sfera più una molla. L’acqua passa secondo una sola direzione, che è quella della freccia visibile su ogni elemento meccanico. Le valvole di non ritorno vengono utilizzate anche per lo scaldabagno, per l’autoclave, per la fognatura, per bloccare acque non pulite.

Le valvole di ritegno si trovano nelle pompe e nei motori idraulici, nei sistemi di ventilazione, nelle tubature delle pompe, nelle connessioni idrauliche e pneumatiche, nei sistemi di riscaldamento e nei sistemi di evacuazione di lavandini, lavabi, vasche da bagno, toilette, lavatrici, ecc.

Le valvole di ritegno a comando diretto sono comunemente utilizzate nelle centrali e negli impianti oleodinamici in cui è necessario un flusso unidirezionale per garantire il corretto funzionamento dei componenti e la sicurezza del sistema. Le pilotate, d’altra parte, trovano impiego in applicazioni più complesse che richiedono un controllo più preciso del flusso inverso.

Indicata nelle stazioni di pompaggio, questa valvola in genere viene installata sulle condotte di mandata delle pompe di circolazione per consentire un movimento del flusso unidirezionale e bloccare il reflusso.

Le valvole unidirezionali funzionano come valvole di fondo quando vengono installate nelle condotte di aspirazione. Il loro compito è quello di impedire lo svuotamento delle tubazioni quando l’impianto di pompaggio è a riposo.

Valvole Antiriflusso per Fognature

Il compito della valvola antiriflusso è quello di creare una barriera efficace ad un eventuale ritorno di flusso idrico che proviene dalla rete della fogna, anche se vi è un sovraccarico. Se si verifica un riflusso il piattello si chiude automaticamente con la spinta dell’acqua. Cambiamenti climatici e moderna urbanizzazione, molto spesso, contribuiscono notevolmente all’aumento di perdite e allagamenti provenienti dal sovraccarico delle reti fognarie.

L’installazione di una valvola unidirezionale è molto diffusa nei sistemi fognari perché blocca la risalita delle acque reflue all’interno delle abitazioni. La valvola viene posizionata tra lo scarico e la rete fognaria esterna, spesso in un pozzetto dove sia possibile intervenire per un’eventuale manutenzione. Per questa applicazione si preferisce utilizzare valvole unidirezionali a palla che non necessitano di particolari manutenzioni e sono autopulenti.

Installazione e Orientamento del Flusso

Sono molti i fattori che possono determinare la posizione e l’orientamento del flusso nell’installazione delle valvole di ritegno, i principali possono essere considerati il disegno del sistema di pompaggio e prioritariamente gli spazi disponibili. Ma non tutte le valvole di ritegno sono adatte ad ogni tipo di installazione.

  • È un tipo di installazione tipica nei sistemi di pescaggio e pompaggio dell’acqua, per non lasciare la pompa senza liquido.
  • Facilita di sicuro la chiusura della valvola di ritegno per gravità e è attuabile anche con dispositivi non azionati da una molla.
  • Quando utilizziamo questo tipo di orientamento del flusso dobbiamo tenere conto che ogni impurità presente nel fluido tende ad andare verso il basso e potrebbe depositarsi sulla sede della valvola e quindi impedirne un corretto funzionamento, va quindi prevista in alcuni casi una buona filtrazione.
  • E’ la situazione più difficile in cui possono operare le valvole di ritegno, in questo caso l’azione della gravità non aiuta la chiusura e quindi in questo caso è possibile utilizzare solamente valvole con molle adatte a garantire una perfetta chiusura.

Considerazioni sulla Scelta e Costi

Per poter scegliere la valvola di ritegno più adatta alla vostra applicazione, è necessario considerare una serie di criteri di selezione. Innanzitutto, però, non esiste un solo tipo di valvola di ritegno che sia la scelta migliore per tutte le applicazioni e i criteri di selezione possono non essere ugualmente importanti per tutti i casi.

I costi della valvola di ritegno non si limitano al solo prezzo di acquisto. Per alcuni impianti, i costi più importanti possono essere l'acquisto e l'installazione, ma in altri casi i costi di manutenzione o di energia possono essere altrettanto o addirittura più importanti. Quando si considerano i costi come criterio di scelta per la valvola di ritegno, occorre considerare i costi totali nell'arco della vita della valvola.

In generale, più semplice è la costruzione della valvola, minori sono i requisiti di manutenzione. Più alto è il valore Kv, minore è il consumo di energia.

Colpo d'Ariete e Valvole di Ritegno

Una valvola unidirezionale può essere una soluzione per contrastare il temuto colpo d’ariete. Le pericolose onde di sovrappressione, che si generano quando si chiude improvvisamente una valvola, possono danneggiare sia i componenti elettromeccanici dell’impianto come le elettropompe, sia le tubature. Per questo è opportuno installare una valvola unidirezionale a protezione della pompa e ripetere l’installazione anche lungo la condotta.

Lo sbattere della valvola di ritegno può influire negativamente sui picchi di pressione. Per evitare che la valvola di ritegno sbatta, deve chiudersi in maniera controllata e più lentamente quando è vicina alla posizione di chiusura.

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